JP4373269B2 - 巻取り型電極組立体及びこれを備えた二次電池 - Google Patents
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Description
第一に、電極タブが位置した部分で発熱によってセパレータが破損されて電極間の電気的な短絡が発生することを防止できる。
2 組立体、
3 底部、
20 電極組立体、
21,31 第1及び第2電極板、
25,35 第1及び第2電極タブ。
Claims (49)
- 少なくとも第1電極活物質が塗布された第1電極集電体を含み、前記第1電極集電体において前記第1電極活物質が塗布されておらず露出された露出部に第1電極タブが配置された第1電極板と、
少なくとも第2電極活物質が塗布された第2電極集電体を含み、前記第2電極集電体において前記第2電極活物質が塗布されておらず露出された露出部に第2電極タブが配置され、前記第1電極板と共に巻き取られた第2電極板と、
前記第1及び第2電極板間に介在された極板間セパレータと、を有し、
少なくとも前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の一の側面には、前記極板間セパレータから一体に延びた少なくとも一重の保護セパレータがさらに介在されており、
前記保護セパレータは、前記第1電極タブが前記第1電極板に配置された部分の位置を基準として端部側に位置する極板間セパレータ端部が、前記第1及び第2電極板間に介在されたものであることを特徴とする電極組立体。 - 前記第1電極タブは前記電極組立体の前記中心部の近傍に位置することを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の前記一の側面の反対側の側面には、前記極板間セパレータと前記保護セパレータとのうちの少なくとも1つのセパレータのみが位置し、電極活物質が位置しないことを特徴とする請求項2に記載の電極組立体。
- 前記極板間セパレータの端部である前記保護セパレータは、二段に折り曲げられて前記第1及び第2電極板間に介在されることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記第1電極タブは、前記第1電極集電体において前記電極組立体の中心部を向いた内側面に位置することを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記保護セパレータのうち少なくとも1つは、前記電極組立体の巻取り方向と反対方向に巻き取られつつ前記極板間セパレータから延びていることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記電極組立体は、第1の極板間セパレータ、第1電極板、第2の極板間セパレータ、及び第2電極板が順に積層された後に巻き取られたものであり、前記保護セパレータは前記第1及び第2の極板間セパレータのうち少なくとも1つの極板間セパレータから延びていることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 少なくとも第1電極活物質が塗布される開始位置と第2電極活物質が塗布される開始位置とが同じであることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の前記一の側面には、前記保護セパレータを介して、前記第2電極板が位置することを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の前記一の側面に介在する保護セパレータのうち少なくとも1つは、前記第1電極タブが配置された部分における第1及び第2電極板間に位置した極板間セパレータの外側面に接するように延びていることを特徴とする請求項9に記載の電極組立体。
- 少なくとも第1電極活物質が塗布された第1電極集電体を含み、前記第1電極集電体において前記第1電極活物質が塗布されておらず露出された露出部に第1電極タブが配置された第1電極板と、
少なくとも第2電極活物質が塗布された第2電極集電体を含み、前記第2電極集電体において前記第2電極活物質が塗布されておらず露出された露出部に第2電極タブが配置された第2電極板とを有し、
前記第1及び第2電極板が2つのセパレータ間及びそのいずれか1つの一面にそれぞれ介在されて積層されることによって積層体を形成しており、当該積層体は、巻芯に挿入されて巻き取られており、前記2つのセパレータのうち少なくとも1つは前記巻芯を通って当該巻芯から前記巻芯円周長さの半分の長さ以上にわたって引き出された後、巻き取られており、
前記巻芯から引き出されたセパレータは、前記第1電極タブが前記第1電極板に配置された部分の位置を基準として端部側に位置するセパレータ端部が、前記第1及び第2電極板間に介在されることを特徴とする電極組立体。 - 前記セパレータが巻芯から引き出された部分は、前記第1電極板に第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の一の側面まで延びていることを特徴とする請求項11に記載の電極組立体。
- 前記第1電極板に第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の前記一の側面には、前記セパレータが引き出された部分と他のセパレータの部分とを介して前記第2電極板が位置することを特徴とする請求項12に記載の電極組立体。
- 前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の前記一の側面の反対側の側面には、セパレータのみが位置し、電極活物質が位置しないことを特徴とする請求項12に記載の電極組立体。
- 前記セパレータが巻芯から引き出された部分の長さは、前記巻芯円周長さの半分の長さと前記巻芯から前記第1電極タブが配置された部分までの距離との和よりも長いことを特徴とする請求項に11記載の電極組立体。
- 前記セパレータが巻芯から引き出された部分が前記巻芯に少なくとも半回転分巻き取られた後に、前記第1電極板が巻き取られていることを特徴とする請求項11に記載の電極組立体。
- 前記第1電極タブは、前記第1電極集電体において前記巻芯側を向いた内側面に位置することを特徴とする請求項11に記載の電極組立体。
- 前記セパレータが巻芯から引き出された部分は、前記電極組立体の巻取り方向と反対方向に巻き取られつつ延びていることを特徴とする請求項11に記載の電極組立体。
- 少なくとも第1電極活物質が塗布された第1電極集電体を含み、前記第1電極集電体において前記第1電極活物質が塗布されておらず露出された露出部に第1電極タブが配置された第1電極板と、
少なくとも第2電極活物質が塗布された第2電極集電体を含み、前記第2電極集電体において前記第2電極活物質が塗布されておらず露出された露出部に第2電極タブが配置され、前記第1電極板と共に巻き取られた第2電極板と、
前記第1及び第2電極板間に介在された極板間セパレータと、を有し、
少なくとも前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の一の側面には、前記極板間セパレータから一体に延びた少なくとも一重の保護セパレータと、前記第1電極集電体の露出部とがさらに介在されており、
前記保護セパレータは、前記第1電極タブが前記第1電極板に配置された部分の位置を基準として端部側に位置する極板間セパレータ端部が、前記第1及び第2電極板間に介在されたものであることを特徴とする電極組立体。 - 前記第1電極タブは前記電極組立体の中心部の近傍に位置することを特徴とする請求項19に記載の電極組立体。
- 前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の前記一の側面の反対側の側面には、前記極板間セパレータ及び保護セパレータのうち少なくとも1つのセパレータのみが位置し、電極活物質が位置しないことを特徴とする請求項20に記載の電極組立体。
- 前記極板間セパレータの端部である保護セパレータは、二段に折り曲げられて前記第1及び第2電極板間に介在されることを特徴とする請求項19に記載の電極組立体。
- 前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の前記一の側面に延びた前記第1電極集電体の露出部は、前記第1電極集電体から延びていることを特徴とする請求項19に記載の電極組立体。
- 前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の一の側面に延びた前記第1電極集電体の露出部は、二段に折り曲げられて前記第1及び第2電極板間に介在されることを特徴とする請求項23に記載の電極組立体。
- 前記第1電極タブは、前記第1電極集電体において前記電極組立体の中心部を向いた内側面に位置することを特徴とする請求項19に記載の電極組立体。
- 前記保護セパレータのうち少なくとも1つは、前記電極組立体の巻取り方向と反対方向に巻き取られつつ前記極板間セパレータから延びていることを特徴とする請求項19に記載の電極組立体。
- 前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の一の側面に延びた前記第1電極集電体の露出部は、前記電極組立体の巻取り方向と反対方向に巻き取られつつ前記第1電極集電体から延びていることを特徴とする請求項19に記載の電極組立体。
- 前記電極組立体は、第1の極板間セパレータ、第1電極板、第2の極板間セパレータ、及び第2電極板が順に積層された後に巻き取られたものであり、前記保護セパレータは前記第1及び第2の極板間セパレータのうち少なくとも1つの極板間セパレータから延びていることを特徴とする請求項19に記載の電極組立体。
- 少なくとも第1電極活物質が塗布される開始位置と第2電極活物質が塗布される開始位置とが同じであることを特徴とする請求項19に記載の電極組立体。
- 前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の前記一の側面には、前記保護セパレータと前記第1電極集電体の露出部とを介して、前記第2電極板が位置することを特徴とする請求項19に記載の電極組立体。
- 少なくとも第1電極活物質が塗布された第1電極集電体を含み、前記第1電極集電体において前記第1電極活物質が塗布されておらず露出された露出部に第1電極タブが配置された第1電極板と、
少なくとも第2電極活物質が塗布された第2電極集電体を含み、前記第2電極集電体において前記第1電極活物質が塗布されておらず露出された露出部に第2電極タブが配置された第2電極板とを含み、
前記第1及び第2電極板が2つのセパレータ間及びそのいずれか1つの一面にそれぞれ介在されて積層されることによって積層体を形成しており、当該積層体は、巻芯に挿入されて巻き取られており、前記2つのセパレータのうち少なくとも1つと前記第1電極集電体の露出部とは前記巻芯を通って当該巻芯から前記巻芯円周長さの半分の長さ以上にわたって引き出された後、巻き取られており、
前記巻芯から引き出されたセパレータは、前記第1電極タブが前記第1電極板に配置された部分の位置を基準として端部側に位置するセパレータ端部が、前記第1及び第2電極板間に介在されることを特徴とする電極組立体。 - 前記セパレータが巻芯から引き出された部分は、前記第1電極板に第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の一の側面まで延びていることを特徴とする請求項31に記載の電極組立体。
- 前記第1電極板に第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の前記一の側面には、前記セパレータが引き出された部分と少なくとも一つの他のセパレータ部分とを介して前記第2電極板が位置することを特徴とする請求項32に記載の電極組立体。
- 前記第1電極集電体の露出部の引き出された部分は、前記第1電極板に前記第1電極タブが配置された部分における前記第1電極板の前記一の側面まで延びており、前記第1電極板に第1電極タブが配置された部分における前記第1電極集電体の前記一の側面まで延びた第1電極集電体の露出部の一の側面には、前記セパレータが引き出された部分を介して第2電極板が位置することを特徴とする請求項33に記載の電極組立体。
- 前記第1電極集電体の露出部が巻芯から引き出された部分の長さは、前記巻芯円周長さの半分の長さと前記巻芯から前記第1電極タブが配置された部分までの距離との和より長く、前記セパレータが巻芯から引き出された部分の長さは、前記第1電極集電体の露出部が巻芯から引き出された部分の長さより長いことを特徴とする請求項31に記載の電極組立体。
- 前記第1電極集電体が巻芯から引き出された部分が前記巻芯に少なくとも半回転分巻き取られた後に、前記第1電極板が巻き取られていることを特徴とする請求項31に記載の電極組立体。
- 前記第1電極タブは、前記第1電極集電体において前記巻芯側を向いた内側面に位置することを特徴とする請求項31に記載の電極組立体。
- 前記セパレータが巻芯から引き出された部分と前記第1電極集電体が巻芯から引き出された部分とは、電極組立体の巻取り方向と反対方向に巻き取られつつ延びていることを特徴とする請求項31に記載の電極組立体。
- 前記極板間セパレータおよび前記保護セパレータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びこれらを重合した共重合体からなる群から選択された少なくとも1つで形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項10、および請求項19ないし請求項30のうちいずれか1項に記載の電極組立体。
- 前記2つのセパレータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びこれらを重合した共重合体からなる群から選択された少なくとも1つで形成されることを特徴とする請求項11ないし請求項18、および請求項31ないし請求項38のうちいずれか1項に記載の電極組立体。
- 前記極板間セパレータおよび前記保護セパレータは多層構造であることを特徴とする請求項1ないし請求項10、および請求項19ないし請求項30のうちいずれか1項に記載の電極組立体。
- 前記2つのセパレータは、多層構造であることを特徴とする請求項11ないし請求項18、および請求項31ないし請求項38のうちいずれか1項に記載の電極組立体。
- 前記極板間セパレータおよび前記保護セパレータは、分子量が35万以上であるポリオレフィン系ポリマーで形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項10、および請求項19ないし請求項30のうちいずれか1項に記載の電極組立体。
- 前記2つのセパレータは、分子量が35万以上であるポリオレフィン系ポリマーで形成されることを特徴とする請求項11ないし請求項18、および請求項31ないし請求項38のうちいずれか1項に記載の電極組立体。
- 前記第1及び第2電極板のうち隣接する他の極性の電極板の活物質と前記極板間セパレータを介在して出合わない電極板の部分には、活物質が塗布されていないことを特徴とする請求項1ないし請求項10、および請求項19ないし請求項30のうちいずれか1項に記載の電極組立体。
- 前記第1及び第2電極板のうち隣接する他の極性の電極板の活物質と前記2つのセパレータのうちの1つを介在して出合わない電極板の部分には、活物質が塗布されていないことを特徴とする請求項11ないし請求項18、および請求項31ないし請求項38のうちいずれか1項に記載の電極組立体。
- 前記第1電極活物質はリチウム系酸化物であり、前記第2電極活物質は炭素物質であることを特徴とする請求項1ないし38のうちいずれか1項に記載の電極組立体。
- 前記第1電極集電体はアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されており、前記第2電極集電体は銅または銅合金で形成されていることを特徴とする請求項1ないし38のうちいずれか1項に記載の電極組立体。
- 請求項1ないし48のうちいずれか1項に記載の前記電極組立体を円筒形カン、角形カンまたはパウチケースに収容したことを特徴とする二次電池。
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